对啊,就在明天了!

百科   2024-12-20 18:51   福建  

转眼间又到了2024年的冬至时节啦!很多人只知道冬至这天要吃汤圆、北方人要吃饺子,但其实,冬至不仅仅是中国传统二十四节气中的重要节日,更是有着深厚的天文学意义。

不妨跟我一起探寻冬至背后的科学故事,看看这个特殊的日子里,太阳和地球之间究竟发生了什么“秘密”吧!(≧▽≦)/

冬至是什么?

2024年12月21日17时21分,太阳正式到达黄经270度,这标志着一年中最后一个节气——冬至的到来。

作为二十四节气之一,冬至的时间每年都会在阳历的12月21日或22日之间出现。

古人根据太阳的黄道位置来制定历法,因此冬至日的确定与太阳在天幕中的精确定位紧密相关。

在中国传统文化中,冬至又被称为“亚岁”。古代有“冬至大如年”的说法,这一天不仅意味着一年中太阳即将回头、白昼开始慢慢变长,也意味着阴阳转换的一个节点。

在农耕社会中,冬至往往被视为一个跨年门槛,对来年的时序安排、农事规划有着深远的影响。

冬至的天文学意义

从天文学的角度来看,冬至是北半球白昼时间最短、夜晚最长的一天。

此时,太阳直射地球南回归线,北半球因太阳照射角度最低而迎来一年中日照最短的时段。

比如在福州,2024年冬至当天的日出约在06:47,日落在17:17,白昼仅10小时30分,相比夏至时的13小时46分,整整少了3小时又16分钟的阳光!

在更北的地区,这种日照变化会更加明显:北极圈内的地区在冬至当天甚至会出现极夜现象——整日不见阳光。

相对的,南半球此时正处于夏至,对他们来说,这是白昼最漫长的日子。

示意图:冬至时太阳直射南回归线示意图(来源:WIKI)

为什么冬至不是:日出最晚、日落最早的日子?

听起来有点反直觉,但冬至虽然白昼最短,却并不是日出最晚或者日落最早的日子。

这是因为地球的自转轴倾斜约23.5度,且围绕太阳公转的轨道是椭圆形,导致每天的“平太阳时”与我们日常使用的时钟时间略有偏差。这种偏差就叫做“均时差”(Equation of Time)。

对于我国东南地区而言,今年(2024年)最早的日落早在11月底就出现了,而2025年1月中旬才会迎来最晚的日出。这种时间差异会因地理位置与年份稍有不同,并不是固定不变的。

均时差:在轴上方,日晷相对于显示当地平均时间(钟表时)的时钟显示得较快,而在轴下方,日晷显示的时间慢于平太阳时。(来源:WIKI)

历史上的冬至测量与传统文化

在中国古代,没有原子钟、没有GPS,古人却精确地掌握了冬至的时间点。这是因为冬至日的正午竿影最长,测量起来最为方便,因此常被用来推算一年长度、确定历法。

这也让冬至在古代被视为“岁首”,古人将冬至所处的农历月份称为“子月”,体现出一种“阴阳交替、循环往复”的哲学思想。

不仅如此,冬至在古代还曾是祭天的日子。天子会在这一天举行祭天大典,体现人与自然和谐共生的信念。这些习俗至今仍在民间保留或改编,成为我们传统文化中的重要元素。

我们能“感知”冬至吗?

小伙伴们也许会问:冬至除了是一段日照时间的变化,我还能从中发现什么有趣的现象?

(1) 日出与日落方位的转变:

在冬至这天,太阳的日出方位比夏季更偏南。如果你有条件进行观测,可以选择一个南向空旷的地点,对比不同时期的日出与日落点位变化,有趣又直观!

(2) 拍摄日行迹图:

对摄影爱好者而言,冬至是开始记录一年太阳行踪的好时机。如果从冬至这天起,每天在同一时间与地点拍摄太阳在天空中的位置,历经四季,你就会得到一条漂亮的“8字形”日行迹(Analemma)。这需要耐心,但收获颇丰!

一年内太阳日行迹叠合图(来源:WIKI)

冬至过后,白昼将逐渐增长。虽然变化不可能一蹴而就,但太阳逐渐北返的脚步已经开始。也许未来几周你还会觉得晨起仍然寒冷,夜晚依旧漫长,但请记住:日光回归的进程早已在悄然进行。

随着时间推移,你会发现清晨的光线来得早了一些,黄昏的影子拉得慢了一点。这正是大自然在无声无息中传递的讯息:一切在循环中前行。

  • 参考:台北天文馆、WIKI


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